Disciplina ministrada no Curso de Ciência da Computação da Faculdade ASPER.

1. Caracterização de
Sistemas
Distribuídos
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
DISCIPLINA DE SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
PROF. MESSIAS R. BATISTA

2. Agenda
▫Definição de Sistemas Distribuídos
▫Metas
▫Tipos de Sistemas Distribuídos
2

3. Introdução
O que aconteceu de 1945 até 2017?
3

4. 1945
Revolução dos
Computadores
▫Poucos computadores nas
organizações;
▫Funcionavam de forma
independente;
4

5. 1980
Mais revoluções
▫Desenvolvimento dos
microprocessadores de grande
capacidade;
▪Máquinas de 8, 16, 32, 64
bits;
▪Máquinas com capacidade
de mainframe;
▪Redução do custo.
5

6. Revolução dos
Computadores
1940-1959
6

7. Revolução dos
Computadores
1959-1965
7

8. Revolução dos
Computadores
1965-1970
8

9. Revolução dos
Computadores
1970~
9

10. 10
Primeiro avanço tecnológico!
“O desenvolvimento de
microprocessadores de
grande capacidade.”

11. 11
Segundo avanço tecnológico!
“O segundo desenvolvimento foi
a invenção de redes de
computadores de alta
velocidade.”

12. Redes de
Computadores
▫Localmente permitiram a
conexão de centenas de
máquinas em um edifício;
▫Redes de longa distância
permitiram que milhões de
máquinas no mundo se
conectem;
12

13. Infográfico: A evolução da Web
13

14. “
“O resultado dessas tecnologias é
que, atualmente não é somente
viável, mas também fácil de montar
sistemas de computação compostos
por quantidades de computadores
conectados por uma rede de alta
velocidade.”
14

15. Definição de um
Sistemas
Distribuído
15

16. 16
O que é um
sistema distribuído?

17. 17
Como o desenvolvedor sabe o que é
sistema distribuído?

18. 18
Como o usuário sabe o que é
sistema distribuído?

19. “
“Um sistema distribuído é um
conjunto de computadores
independentes que se apresenta a
seus usuário como um sistema
único e coerente.”
(Tanenbaum; Van Steen)
19

20. 20
Citem alguns exemplos de
sistemas distribuídos...

21. Analisando a
definição
21
▫Sistemas distribuídos consistem em componentes
autônomos;
▫Usuários (pessoas ou programas), acham que estão
utilizando um único sistema;
▫Os componentes precisam colaborar;
▫Como colaborar é o cerne ao se desenvolver
sistemas distribuídos;
▫Não é importante o tipo de componentes;
▫“Um sistema distribuído é um
conjunto de computadores
independentes que se
apresenta a seus usuário como
um sistema único e coerente.”
▫(Tanenbaum; Van Steen)

22. A camada de
software
(middleware)
22

23. Metas
As quatros coordenadas
23

24. 24
Não seria mais simples
conectar vários recursos a um
computador em vez de criar um
Sistemas Distribuído?

25. Metas
Existem quatro metas importantes a
serem cumpridas na construção de
um sistemas distribuído.
▫ Acesso a recursos;
▫ Ocultação de recursos;
▫ Aberto;
▫ Expansível.
25

26. Acessa a Recursos
Meta
26

27. Acesso a
Recursos
27
▫ Economia a partir do
compartilhamento de recursos;

28. Acesso a
recursos
(cuidados)
28
▫ Sistemas que oferecem pouco proteção;
▪ Informações sensíveis enviados como texto
comum;
▪ Rastreamento de comunicações para
montar um perfil de usuário específico;

29. Transparência da
Distribuição
Meta
29

30. Transparência
da Distribuição
30
▫“Uma meta importante de um sistema
distribuído é ocultar o fato de que seus
processos e recurso estão fisicamente
distribuídos por vários computadores”

31. Transparências
da Distribuição
31 Tipos de Transparência
Transparência Descrição
Acesso
Oculta diferenças na representação de dados e no
modo de acesso a um recurso
Localização Oculta o lugar em que um recurso está localizado
Migração
Oculta que um recurso pode ser movido para
outra localização
Relocação
Oculta que um recurso pode ser movido para uma
outra localização enquanto em uso
Replicação Oculta que um recurso é replicado
Concorrência
Oculta que um recurso pode ser compartilhado
por diversos usuário concorrentes
Falha Oculta a falha e a recuperação de um recurso
Fonte: TANENBAUM; STEEN, 2008, p. 3

32. Transparência
da Distribuição
32
▫ Diferenças em representação
de dados;
▫ O modo como os usuário
acessam os recursos;
Transparência de
acesso

33. Transparência
da Distribuição
33
▫ Usuários não podem afirmar a
localização física de um
recurso;
▪ Por exemplo: utilização de nomes
lógicos, como a url.;
Transparência de
localização

34. Transparência
da Distribuição
34
▫ Usuários não podem afirmar a
localização de um recurso ou
se ele sempre esteve ali;
▪ Exemplo: um arquivo index
em um servidor web.
Transparência de
migração

35. Transparência
da Distribuição
35
▫ Usuários não percebem que
recurso são relocados durante
a utilização
▪ Exemplo: uso de redes
móveis.
Transparência de
relocação

36. Transparência
da Distribuição
36
▫ Oculta o fato de terem várias
cópias disponíveis do mesmo
conteúdo;
▪ Como funcionam as redes
sociais?
Transparência de
replicação

37. Transparência
da Distribuição
37
▫ Oculta o fato de dois ou mais
usuários estarem utilizando o
mesmo recurso;
▪ Deverá acontecer mesmo
que exista impacto de um
sobre o outro.
Transparência de
concorrência

38. Transparência
da Distribuição
38
▫ O usuário não percebe que um
recurso falhou e se recuperou;
Transparência à
falha

39. “
A principal dificuldade para
mascarar falhas está na
incapacidade de distinguir
entre um recurso morto e um
recurso insuportavelmente
lento.
39

40. Transparência
da Distribuição
40
▫ Distância percorrida por uma informação pela
rede tem a limitação da velocidade da luz;
▫ Repetir a conexão com o servidor diversas
vezes, antes de desistir;
▫ Cópias (replicações) com servidores em
continentes diferentes;
Grau de
Transparência

41. 41
é necessário haver
transparência?

42. Abertura
Meta
42

43. Abertura
43
“Um sistema distribuído aberto é um
sistema que oferece serviços de acordo
com regras padronizadas que
descrevem a sintaxe e a semântica
desses serviços”

44. 44

45. Abertura
45
Interoperabilidade: o ponto no qual
dois serviço ou recursos trabalham
juntos baseada na confiança, dado
seus diferentes fabricantes.
Portabilidade: capacidade de uma
aplicação desenvolvido para A poder
ser utilizada em B sem alterações.
Conceitos
importantes

46. Escalabilidade
Meta
46

47. Escalabilidade
47
“[...] a escalabilidade é uma das mais
importantes metas de projeto para
desenvolvedores de sistemas distribuídos”
▫ Dimensões:
▪ Escalável quanto ao seu tamanho;
▪ Escalável em termos geográficos;
▪ Escalável em termos administrativos;

48. Escalabilidade
48
Problema de
Escalabilidade
Conceito Exemplo
Serviços centralizados
Um único servidor para todos os
usuários
Dados centralizados Uma única lista telefônica on-line
Algoritmos centralizados
Fazer roteamento com base em
informações completas
Fonte: TANENBAUM; STEEN, 2008, p. 3

49. Escalabilidade
49
▫ Sincronia entre os relógios;
▫ Escalabilidade geográfica;Outros problemas

50. Técnicas de
Escalabilidade
50
“[...]problemas de escalabilidade em
sistemas distribuídos aparecem como
problemas de desempenho causados
por capacidade limitada de servidores
e rede”

51. Técnicas de
Escalabilidade
51
▫ Ocultar latências de comunicação;
▫ Distribuição;
▫ Replicação.

52. Técnicas de
Escalabilidade
52
▫ Evitar esperar por respostas a
requisições remotas;
▪ Utilizar requisições assíncronas;
Ocultar latências
de comunicação

53. 53

54. Técnicas de
Escalabilidade
54
▫ Subdivisão de componentes em
partes menores, em sequência,
espalhando-os pelo sistema;
Distribuição

55. Técnicas de
Escalabilidade
55
▫ Objetiva resolver o problema de
desempenho;
▫ Aumenta a disponibilidade e o
equilíbrio de carga entre
componentes;
▫ Em sistemas geográficos auxiliar na
diminuição da latência;
Exemplo: cache
Replicação

56. Técnicas de
Escalabilidade
56
▫ Escalabilidade geográfica;
▪ Problema centrado na própria
natureza;
▫ Escalabilidade administrativa;
▪ Apresenta problemas não técnicos
relacionados as organizações e
suas políticas.

57. 57
É possível cumprir as metas
propostas?

58. Ciladas
Meta
58

59. Ciladas em
Sistemas
Distribuídos
59
▫ A rede é confiável;
▫ A rede é segura;
▫ A rede é homogênea;
▫ A topologia não muda;
▫ A latência é zero;
▫ A largura de banda é infinita;
▫ O custo de transporte é zero;
▫ Há só um administrador.

60. Tipos de Sistemas
Distribuídos
Tipos de Sistemas Distribuídos
60

61. Cluster e Grid
Tipos de Sistemas Distribuídos
61

62. Sistemas de
computação
distribuídos
62
“[...] o hardware subjacente consiste
em um conjunto de estações de
trabalho ou PCs semelhantes
conectados por meio de uma rede local
de alta velocidade”
Computação de
Cluster

63. Sistemas de
computação
distribuídos
63
Computação de
Cluster

64. Sistemas de
computação
distribuídos
64
“[...] consiste em sistemas distribuídos
que costumam ser montados como
federação de computadores, na qual
cada sistema pode cair sob um
domínio administrativo diferente”
Computação em
Grade

65. Sistemas de
computação
distribuídos
65
Computação de
Grade

66. Sistemas de
Informação
Distribuídos
Tipos de Sistemas Distribuídos
66

67. Sistemas de
Informação
Distribuídos
67
▫ Sistemas de Processamento
de Transações;
▫ Integração de Aplicações
Empresariais;

68. Sistemas de
Processamento
de Transações
68
Primitiva Descrição
BEGIN_TRANSACTION Marque o inicio de uma transação
END_TRANSACTION
Termine a transação e tente
comprometê-la
ABORT_TRANSACTION
Elimine a transação e restaure os
valores antigos
READ
Leia dados de um arquivo, tabela
ou de outra forma
WRITE
Escreva dados para um arquivo,
tabela
Fonte: TANENBAUM; STEEN, 2008, p. 12

69. Sistemas de
Processamento
de Transações
69
▫ Atômicas: para o mundo exterior, a transação
acontece como se fosse indivisível;
▫ Consistente: a transação não viola invariantes de
sistema;
▫ Isoladas: transações concorrentes não interferem
umas com as outras;
▫ Duráveis: uma vez comprometida uma transação,
as alterações são permanentes.
ACID

70. Sistemas de
Processamento
de Transações
70
Transação
Aninhada

71. Sistemas de
Processamento
de Transações
71
Transação
Aninhada

72. Integração de
Aplicações
Empresariais
72

73. Sistemas
Distribuídos
Pervasivos
Tipos de Sistemas Distribuídos
73

74. Sistemas
Distribuídos
Pervasivos
74
“[...] a questão ficou muito diferente
com a introdução de dispositivos de
computação móveis e embutidos.
Atualmente encontramos sistemas
distribuídos nos quais a instabilidade é
o comportamento esperado”

75. Sistemas
Distribuídos
Pervasivos
75
▫ Adotar mudanças contextuais;
▫ Incentivar composição ad hoc;
▫ Reconhecer compartilhamento como
padrão.

76. Sistemas
Domésticos
Tipos de Sistemas Distribuídos
Sistemas Distribuídos Pervasivos
76

77. 77

78. Sistemas
Eletrônicos para
Tratamento de
Saúde
Tipos de Sistemas Distribuídos
Sistemas Distribuídos Pervasivos
78

79. 79

80. Redes de
Sensores
Tipos de Sistemas Distribuídos
Sistemas Distribuídos Pervasivos
80

81. 81

82. Conclusão
Sistemas Distribuídos
82

83. Referências
83
TANENBAUM, A. S.; STEEN, M. V. Sistemas
Distribuídos: princípios e paradigmas. 2.ed. São
Paulo, SP: Pearson Prentice Hall, 2008

84. Caracterização de
Sistemas
Distribuídos
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
DISCIPLINA DE SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
PROF. MESSIAS R. BATISTA